够根据需要配置加热系统来控制温度。
[0031]所述的搅料机18充分混合由0)2泵13泵入管路的液态二氧化碳和由试剂泵14泵入的不同配比的添加剂，从而使得混合后的压裂液性质均匀。
[0032]所述的安全阀19用于调节管路压力，防止0)2泵13和试剂泵14对流体增压后损坏管线。
[0033]所述的预热器20用于加热混合后的压裂液，模拟地下的温度条件。
[0034]所述的导流室23采用FCES-100型裂缝导流仪的导流室，仪器最高实验温度180°C，最大闭合压力150MPa，同时，改装后基本保持设备原有的气体测试和液体测试功能，该仪器按照API标准设计，通过模拟不同情况下的地层条件，能够得到不同类型支撑剂短期或长期导流能力的优劣评价，工作时，FCES-100型裂缝导流仪通过对装有支撑剂的测试室施加不同的闭合压力，使支撑剂处于半稳定状态，对支撑剂层注入试验液后，通过各种传感器和计算机定时采集，对每一闭合压力下的裂缝宽度、压差进行计量，实验时需重复此过程，直到所要求的各种闭合压力压裂液温度和流速都被评估，加闭合压力后，FCES-100型裂缝导流仪中导流室上下活塞紧贴密封圈，有效密封支撑剂填充层，维持稳定的闭合压力，且装置上下活塞、金属板、导流室均采用高强度不锈钢材料制作，有一定的耐蚀能，具有很大的耐压能力，能够确保在试验压力下不产生塑性变形。
[0035]所述的回压阀27用于稳定导流室23以及与导流室23相连管线压力，维持管线安全。
[0036]所述的真空泵29用于对导流室23以及相连管线内的气体进行排空，确保试验在测试液单向流下进行，保证测试压力的稳定，使用时，应首先关闭第六阀22阻断压裂液进入导流室23，然后关闭回压阀27和第八阀30，再打开真空泵29，待第三压力计26示数接近O时，先关闭第七阀28，再关闭真空泵29。
[0037]所述的压裂液回收装置31用于回收和处理实验测试后的二氧化碳压裂液，防止污染。
[0038]所述的测试系统所有连接管线均采用316L管线，以防0)2无水压裂液对管线的酸性腐蚀，且连接制冷系统7到导流室23之间所有管路，同时用保温材料缠绕包裹。
[0039]所述的流量计6、第一压力计12、0)2泵13、试剂泵14、第二压力计21、压差传感器24、温度计25、第三压力计26以及导流室23均通过数字采集控制卡和计算机连接，数字采集控制卡用于采集压力、温度、流量、位移、压差和泵排量，采集的数据经计算机处理生成原始数据报表，分析报表以及曲线图，同时生成数据库文件格式以便用户灵活使用，且所述数字采集控制卡均采用MOX或C158H数字采集控制卡。
[0040]本发明的工作原理为:
[0041]第一气瓶1、第二气瓶2中CO2气体经过制冷系统7液化后储存在液态储罐8中，同时向试剂罐15中加入配制成份额不等的化学添加剂备用，并做好记录，紧接着向导流室23内均匀铺设一定厚度的支撑剂并施加适度的闭合压力且将其测试室内抽成真空。然后将由0)2泵13泵入的液态二氧化碳与由试剂泵14泵入的不同配比的添加剂充分混合预热形成的压裂液输入导流室23。通过设定导流室23以及0)2泵13、试剂泵14的相关参数，调节导流室23内压裂液温度和压力以及流速，通过各种传感器和计算机定时采集，对每一闭合压力和各种流速下的裂缝宽度、压差等进行计量，然后用达西定律相关公式计算支撑剂层的渗透率和裂缝导流能力，从而对二氧化碳无水压裂液的裂缝导流能力作出评价。
[0042]其中:系统压力主要由0)2泵13和试剂泵14，导流室23以及真空泵29来确定。系统流体温度主要受制冷系统7、预热器20和导流室23控制。压差传感器24读数，便是压裂液在支撑剂填充层的摩阻压降。导流室23的位移传感器读数，便是压裂液改造的裂缝宽度。此外，(302泵13和试剂泵14还能调节流体流速和添加剂配比。
【主权项】
1.一种二氧化碳无水压裂液导流能力测试系统，包括气体净化器(5)，其特征在于:气体净化器(5 )的入口通过阀和两个以上的气瓶连接，气体净化器(5 )的出口通过流量计(6 )和制冷系统(7)中的液态CO2储罐(8)的入口连接，制冷系统(7)的制冷部分和液态0)2储罐(8 )入口间的管路和第三阀(9 )入口连接，第三阀(9 )出口和大气相通，液态CO2储罐(8 )出口和第四阀(10 )入口、第一压力计(12 )和第五阀(11)入口连接，第四阀(10 )出口和大气相通，第五阀(11)出口通过0)2泵(13)和单向阀(17)入口连接；装有放空阀(16)的试剂罐(15)出口通过试剂泵(14)和单向阀(17)入口连接，单向阀(17)出口和搅料机(18)入口连接，搅料机(18)出口依次通过安全阀(19)、预热器(20)、第二压力计(21)和第六阀(22 )和导流室(23 )的入口连接，导流室(23 )出口连接有温度计(25 )，同时通过第三压力计(26 )和回压阀(27 )入口连接，回压阀(27 )出口和大气相通，第三压力计(26 )出口连接有真空泵支路和压裂液回收支路，其中，真空泵支路是真空泵(29 )通过第七阀(28 )和第三压力计(26)出口连接，压裂液回收支路是压裂液回收装置(31)通过第八阀(30)和第三压力计(26 )出口连接，导流室(23 )进出口处连接有压差传感器(24 )。2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳无水压裂液导流能力测试系统，其特征在于:所述0)2泵(13)和试剂泵(14)采用恒速恒压泵，调节泵的流量和合成压裂液中添加剂配比，最大工作压力在70MPa以上，从而模拟压裂施工时地层压力条件。3.根据权利要求1所述的一种二氧化碳无水压裂液导流能力测试系统，其特征在于:所述的导流室(23)采用FCES-100型裂缝导流仪的导流室，仪器最高实验温度180°C，最大闭合压力150MPa。4.根据权利要求1所述的一种二氧化碳无水压裂液导流能力测试系统，其特征在于:所述的测试系统所有连接管线均采用316L管线，以防CO2无水压裂液对管线的酸性腐蚀，且连接制冷系统(7)到导流室(23)之间所有管路，同时用保温材料缠绕包裹。5.根据权利要求1所述的一种二氧化碳无水压裂液导流能力测试系统，其特征在于:所述的流量计(6)、第一压力计(12)、0)2泵(13)、试剂泵(14)、第二压力计(21)、压差传感器(24)、温度计(25)、第三压力计(26)以及导流室(23)均通过数字采集控制卡和计算机连接，数字采集控制卡用于采集压力、温度、流量、位移、压差和泵排量，采集的数据经计算机处理生成原始数据报表，分析报表以及曲线图，同时生成数据库文件格式。
【专利摘要】一种二氧化碳无水压裂液导流能力测试系统，包括气体净化器，气体净化器的入口和两个以上的气瓶连接，气体净化器的出口通过流量计和制冷系统中的液态CO2储罐的入口连接，液态CO2储罐出口通过CO2泵和单向阀入口连接；装有放空阀的试剂罐出口通过试剂泵和单向阀入口连接，单向阀出口和搅料机入口连接，搅料机出口依次通过安全阀、预热器和导流室的入口连接，导流室出口通过第三压力计和回压阀连接，第三压力计出口连接有真空泵支路和压裂液回收支路，导流室进出口处连接有压差传感器，本发明可以模拟并测试二氧化碳无水压裂液在不同添加剂配比、不同温度、不同压力以及不同流速情况下，对加入各种支撑剂压裂的情况下的导流能力。
【IPC分类】G01N11/00
【公开号】CN104897521
【申请号】CN201510350655
【发明人】张健, 赫文豪, 肖博, 荆铁亚, 郜时旺, 张国祥, 刘立峰, 刘超
【申请人】中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司, 中国华能集团公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月23日